高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向 本文关键词：高效，耐火材料，用功，动向，连铸
高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向 本文简介：高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向李红霞刘国齐杨彬中钢集团洛阳耐火材料研究院洛阳471039摘要在高效连铸技术发展的推动下，连铸用功能耐火材料的主要进展是使用寿命上有明显提高，开发了复合结构水口解决水口堵塞和适应高侵蚀性钢种连铸，在水口结构上以数值模拟和水模拟结果为优化设计依据，保证流场稳定、连铸
高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向 本文内容：
高效连铸用功能耐火材料发展和研究动向
李红霞
刘国齐
杨
彬
中钢集团洛阳耐火材料研究院
洛阳
471039
摘
要
在高效连铸技术发展的推动下，连铸用功能耐火材料的主要进展是使用寿命上有明显提高，开发了复合结构水口解决水口堵塞和适应高侵蚀性钢种连铸，在水口结构上以数值模拟和水模拟结果为优化设计依据，保证流场稳定、连铸工艺稳定和铸坯质量提高。
关键词
高效连铸、功能耐火材料、数值模拟、水模拟
在实现了高连铸比的发展后，连铸技术的主要发展内容是高效连铸、高品质钢连铸和近终形连铸以提高连铸机生产效率、发展中包冶金和优化结晶器流场减少非金属夹杂提高铸坯质量。
连铸用功能耐火材料(保护套管、整体塞棒、浸入式水口)是连铸技术的关键耐火材料，产品在使用中起着特定的功能作用，如控流作用、吹气搅动作用、防止二次氧化保护浇铸作用、决定钢液在结晶器内的流场分布等。高速连铸是在保证铸坯质量的前提下提高铸机产量和实现铸机与热轧生产率匹配的重要手段。拉速的提高，必然导致钢水流速和流量的提高，拉速提高造成结晶器内钢水较大的表面流速和液面波动、为控制钢水流动而采用的电磁制动以及为改善结晶器的传热与润滑而采用的高熔化速度、低熔点、低粘度的保护渣，这些变化都会加剧对功能耐火材料冲刷和侵蚀，要求功能耐火材料提高性能才能够保证高速连铸的高炉次连铸的顺利实现。同时，高速连铸时液面波动和不稳定性增大，增加了结晶器漏钢和卷渣的几率，增加了夹杂物上浮阻力，对水口防堵和稳流要求提高，高性能、功能化、合理结构的连铸“三大件”是高效连铸的顺利实施的重要保障条件。在连铸技术发展的推动下，连铸技术的关键耐火材料——功能耐火材料适应高效连铸的高可靠性、高寿命和结晶器流场稳定性要求、也有了很大的发展和进步。主要进展有：优化材料性能和材料选择明显提高使用寿命，发展材料功能，防堵塞、不污染钢液和减少增碳，应用计算机模拟和水模拟技术设计产品结构优化流场。
1高寿命连铸用功能耐火材料的发展
连铸用长水口(保护套管)、整体塞棒、浸人式水口使用条件苛刻，在性能指标、质量稳定性等方面都有着非常高的要求，材质特点是采用抗热震性优异的高档含碳耐火材料，使用特点是一次性使用和制品关键部位的使用效果决定其使用寿命。浸人式水口的使用寿命取决于渣线，长水口使用寿命取决于上端(颈部)、渣线和下端出钢口，整体塞棒使用寿命取决于棒头，连铸三大件使用寿命的提高主要是提高这些部位的抗渣液、钢液侵蚀性和抗冲刷性等性能。
1．1浸入式水口
1)浸入式水口渣线材料的发展
ZrO2-C材料是当前浸入式水口最通用的渣线材料，ZrO2具有优异的抗渣性，鳞片状石墨除抗渣润湿外主要作用是赋予ZrO2-C材料以优异的抗热震性。渣线材料的抗侵蚀性是决定水口使用寿命的关键因素，了解材料损毁过程机理是材料性能优化的依据。国内外对渣线材料的损毁过程机理已进行了大量的研究。多数研究认为ZrO2-C材料的侵蚀是石墨和ZrO2交替被侵蚀的过程，即与钢液接触时，ZrO2不被侵蚀，石墨溶解于钢液中或被氧化，使ZrO2颗粒暴露；与渣液接触时，石墨和渣液不浸润，ZrO2颗粒被溶蚀、分解，暴露出石墨，如此反复进行，造成渣线材料的蚀损。保护渣、钢液和ZrO2-C材料的显微结构对侵蚀速度都有重要影响。ZrO2-C材料的发展，主要还是在保证抗热震性前提下通过显微结构精细化设计来提高渣线材料抗侵蚀性，如优化电熔氧化锆原料和石墨的比例，粒度组成、采用特制的结合剂树脂等等。
兼顾抗热震性，ZrO2-C材料合适的ZrO2含量在10～15％之间。调整ZrO2粒度组成可使ZrO2-C材料的抗侵蚀性提高，表1给出了不同ZrO2粒度组成对ZrO2-C材料的抗侵蚀性影响［1］。气孔率和气孔分布对ZrO2-C材料的抗侵蚀性影响超过ZrO2含量影响，通过降低气孔率和使气孔微细化，对提高抗侵蚀性有明显作用［2］，、绎讨优化以及i车铸技术的提高，浸入式水口使用寿命满足了连铸炉次的提高。
2)近终型连铸用浸人式水口
近终型连铸是发展高效连铸的一个重要方向，薄板坯连铸是到目前为止发展最成功的近终型连铸技术。当前我国薄板坯连铸在全球钢铁界是发展最快、产能最大，技术水平已达到国际先进。薄板坯连铸用浸入式水口是其重要相关技术之一，对连铸炉次的高低起很关键的作用。与常规连铸相比，薄板坯连铸的特点是拉坯速度高(4．0～6．0米／min)，保护渣侵蚀性强，浸入式水口结构复杂，要求功能耐火材料有更高的性能和更长的使用寿命，以保证近终形连铸生产的稳定性和高效率。常规连铸用浸入式水口在材质上采用含碳耐火材料，保证了高抗热震性和使用的安全性及一定的使用寿命，但将之简单应用到薄板坯连铸存在如下的不适应：一是使用寿命上的与近终形连铸高效率的不适应，二是性能与强化了的使用条件不适应，二者需要有一提升，特别是渣线ZrO2-C材料的性能需进行优化。
由洛耐院开发的薄板坯连铸用异形浸人式水口，具有优良的抗热震性、渣线抗侵蚀性高、水口碗部及内腔耐冲蚀性优良等特点嘲，表3为开发生产的薄板坯连铸用浸入式水口性能指标，其渣线材料的特点是选用优质电熔ZrO2原料，较低的碳含量，较低的气孔率，使用寿命在12小时以上，达到国际先进水平，满足钢厂连铸牛产的需要。
3)高侵蚀性钢种和洁净钢连铸用浸人式水口
常规铝碳材质浸人式水口不适应洁净钢、高级钢，如汽车用超低碳钢板、电工钢等和一些高侵蚀性钢种如高氧钢、钙处理钢、高锰钢等连铸要求，存在对钢液增碳，内壁、特别是吐钢口异常蚀损造成钢品质降低、流场变化、卷渣可能增加、使用寿命明显下降等问题，需使用其他抗侵蚀性高的内衬材料。尖晶石膨胀系数和刚玉相同，低于MgO，耐硷性渣和FeO侵蚀性优于刚玉，表4给出了A12O3－C、尖晶石一C材料性能对比[4]。
日本品川公司[5]开发的尖晶石内衬和尖晶石一碳出钢口浸入式水口，用于浇铸高氧钢(C含量<40ppm，氧含量在100～600ppm＝使用寿命比铝碳材料提高了3倍。同样也适用于高锰钢(1～2
mass％Mn)、不锈钢、易切削钢(S
0．3％，O
100一150
ppm)、钙处理钢等。浇钢过程中，铝碳材料中的A12O3和Mn、Fe、O反应生成(Mn、Fe)O·A12O3，进而与钢液中夹杂MnO—FeO反应生成液相，导致蚀损和加快石墨氧化及向钢液中溶解。尖晶石和FeO、MnO不反应、而且能在表面形成一尖晶石为主的致密层，此致密层可抑制石墨向钢液中溶解，提高吐纲口抗蚀性，稳定流场，提高铸坯质量。
洛耐院开发的低碳尖晶石一碳内衬水口用于高侵蚀性钢(成分％：C≤0．09，Mn
1．15—1．5，P
0．04一0．09，S
0．04一0．09，Si≤0．03，Pb≤0．01)连铸，连铸炉次成倍增加。图1为连浇180min后水口碗部和流钢通道形貌照片，表面干净，几乎看不出有任何侵蚀。
1．2
长水口
长水口是进行保护浇注提高钢质量的重要功能耐火材料。在某种程度上来讲，长水口的抗热冲击性是连铸三大件中要求最高的。当前国内钢厂连铸用长水口已是不预热直接使用，浇钢开始冷态与高温钢液接触，水口内表面温度瞬间升至钢液温度，极其强烈的热冲击，极易产生裂纹，龟裂，裂开。因此，高抗热冲击性为首要保证性能，相应材料应具与此使用性能相关的低的热膨胀系数、低弹性模量、高热导率、高断裂功。初期保证长水口在热震上的可靠性所采用的措施是较高的石墨含量，并加入低膨胀系数材料一熔融石英，长石，锆莫来石等，降低材料的热膨胀率和弹性模量，但使用寿命较低。
长水口使用寿命和材料抗钢液侵蚀、冲刷的能力相关。长水口使用中不同部位蚀损速度和蚀损机理因工况不同而不同，几个蚀损严重的部位分别为：渣线一受中包覆盖剂侵蚀；钢液流出口的浸入钢液部位－受钢液强烈冲刷侵蚀氧化作用；颈部一钢液偏流冲刷及吹氧清扫；与滑动水口结合部一密封不严造成吸气氧化失碳，其中尤以浸入钢水中部分和颈部最为严重［6］。
采用层状结构是目前不预热长水口主要结构形式。内外采用不同的组成：直接接触高温钢液的内层低碳或无碳、高的气孔率，低的导热系数，降低了外层材料中的热应力，外层材料为低SiO2含量的铝碳材质，提高抗钢液侵蚀性。层状复合的方法既能保证铝碳材料的抗热震性，也能显著提高材料的抗侵蚀性，在不降低抗热震性的前提下提高了使用寿命。层状材料具有较高的整体强度和断裂韧性，是获得高可靠性和高使用性能的有效途径，结合减少熔融石英的含量、合理的组成、显微结构设计等措施开发的高性能不烘烤长水口，具有优异的抗热冲击性、抗渣性和抗钢水冲蚀性，和较高的使用寿命。
新发展的长水口还有按照水口各部位的损毁机理和损毁过程不同而在水口上下采用不同的材料组成、在水口形状上进行优化，即增加水口渣线以下部位厚度，下端采用锺罩型结构［7］。其上下材料组成如表5中所列，上部材料具有高的强度和优异的抗热冲击性，能承受下部重量增加的强度要求，下部材料具有良好的抗侵蚀性和抗钢液冲刷性，使用效果是寿命提高，中包流场改善。
同其他许多耐火材料相似，长水口使用效果的好坏与使用时操作条件的优化有很大关系。Hideaki［8］在其文章中指出近十年来日本长水口的使用寿命有了很大的发展，不少钢厂已达到能稳定在30一40浇次，主要措施有操作技术的改进，如良好的预热，合理的吹氧清扫程序；水口材料性能的提高改进，包括有提高力学性能指标，以承受水口振动应力；内衬采用低碳含量材质，减少了钢液冲刷；开发出先进的水口表面防氧化涂料和使用无SiO2材料，以保证产品质量的高度稳定和一致性。
在国内，实际生产中连浇炉次高、连铸时间长时，长水口的使用寿命还不能和浸人式水口和整体塞棒同步，主要问题是出钢口部位和碗部抗钢液侵蚀和冲刷性能不够。为适应提高长水口寿命的需要，开发有无硅铝碳长水口，性能指标如表6中所列，使用寿命有明显提高。
1．3
整体塞棒
塞棒安装于中间包，与内装式浸入式水口或中包上水口配合，在连铸工艺中控制钢水从中间包到结晶器流量，以保证钢水在结晶器中液面稳定和连铸工艺的稳定。在材质选择上，以保证安全使用为第一要素，一旦失控，由于塞棒的不可更换性将会造成连铸中断。通常棒身、棒头、渣线采用不同的配料组成。棒身无例外地选择A12O3-C材质，其主体耐火原料依现场使用条件而选用高档电熔刚玉原料或特级矾土熟料，渣线部位受中包覆盖剂和钢液作用，多数情况采用以高档电熔刚玉为原料的A12O3-C材质，在强侵蚀情况下也选用ZrO2-C材质。决定塞棒控流功能和使用寿命的关键部位是塞棒棒头，保证棒头材料的高性能就显得
十分重要。其常用材质有两种，A12O3-C材质棒头和MgO-C材质棒头，需视浇注钢种和耐火材料的反应选择。真空度较高时，MgO会与C反应，造成棒头侵蚀加快，钢液Ca含量高时，与A12O3反应，加快棒头冲蚀，不能长时间连铸。针对不同钢种，不同操作条件选择合适材质棒头，如A12O3-C棒头比MgO-C棒头更适合于A1镇静钢，而后者非常适合于钙处理钢，浇钢时棒头表面形成的含CaO-A12O3系化合物和MA、M2S之薄的渣膜能有效保护棒头不被钢水侵蚀。
塞棒的发展重点也在棒头材质的变化上。就目前正常应用的A12O3-C材质棒头和MgO-C材质棒头而言，有些情况下二者都不能完全满足使用寿命要求，需要设计更合适或有更高抗钢液侵蚀性的棒头材料。
韩国朝鲜耐火材料公司开发了适应高氧钢连铸的含A1N棒头材料，使用时表面AlN氧化形成A12O3致密层，提高寿命；尖晶石-MgO-C材质棒头材料，使用时表面形成尖晶石致密层，提高寿命，并且对A1镇静钢、钙处理钢都有适应性。表7为这两种棒头材料的性能指标［9，10］
2水口防堵功能进展
连铸过程中的水口结瘤或堵塞是一常常发生的现象，在上水口、滑动水口、浸入式水口都有发生，特别以在浸入式水口中的结瘤最为常见，水口结瘤或堵塞对钢液洁净度以及流场稳定有直接影响。钢种不同，浇钢条件不同，水口结瘤或堵塞的机理和堵塞物的种类也不完全相同。水口结瘤影响到正常的浇注过程并影响铸坯质量，严重时甚至水口堵死，成为限制连浇炉次、提高连铸效率的障碍。防止水口结瘤对高级钢、洁净钢连铸和高效连铸具有更重要的意义。
水口结瘤是一多因素作用结果，主要结瘤物是钢液中的夹杂物和脱氧产物，而结瘤过程则和耐火材料与钢液间的反应，钢液的温度，钢液在水口中的流态，钢液中的夹杂物或脱氧产物的类型，水口内衬成分及水口内表面的光滑程度等等因素有关［11，12］。可以近似地将水口堵塞过程分为两个阶段：第一阶段是水口内表面的粗糙化，即钢液及其内夹杂物与水口表面作用，产生反应层(脱碳层)或冷钢层，造成水口内表面粗糙不平，表面附近涡流增加，使表面附近钢液中夹杂物向水口表面迁移趋势增加，在表面沉积的几率增大，第二阶段为钢液中夹杂物在此反应层(脱碳层)或冷钢层上的沉积，而且第一阶段对是否发生堵塞起决定性的作用。浸人式水口最易堵塞的部位是碗部和吐钢口，此处钢液的流场由于截面和流向的突然变化，而产生了涡流或滞流层，钢液中夹杂物受指向耐火材料表面的力的作用，易于在水口内表面形成沉积，并进而形成表面反应层，导致更多的沉积；
在水口防堵方面，主要发展的是两种防堵形式，物理防堵和材质防堵。物理防堵主要通过采用带吹气结构水口，使用时吹氩来阻止钢液中夹杂物沉积，相对于吹气滑板、吹气浸入式水口，吹气中包上水口更有效。材质防堵是在水口内复合具有防堵功能的内衬，较早期应用的是ZrO2-CaO-C材质复合内衬，其防堵的原理是CaZrO3与钢中夹杂物、脱氧产物A12O3反应生成低熔点相被钢液冲走，减少沉积结瘤，但在使用中存在不耐冲蚀和在有些场合使用时防堵效果差的问题。目前应用最多的是无硅无碳的尖晶石复合内衬，可抑制耐火材料和钢液中A12O3的反应或附着，保持水口内表面光滑，起防止结瘤作用。通过采用无硅无碳内衬材质防A12O3结瘤，还有减轻了水口对钢液的碳污染和硅污染，降低由钢液冲蚀造成的水口内壁蚀损，提高水口使用寿命的作用，是浸人式水口的发展方向。
在防堵水口方面最新的发展是由LWB公司开发的白云石碳内衬水口［13］。与其他防堵材料相比，对非常容易产生A12O3沉积的钢种(如铝镇静钢等)白云石一碳材质显示了明显的优势。表8中列出了烧结白云石上水口和白云石一碳浸入式水口(内衬)的组成和性能指标。现场使用显示：以烧结白云石上水口取代中包吹气上水口可完全消除沉积，同时具有免吹气、增加连铸炉次，减少原吹气水口造成的结晶器液面波动和铸坯表面缺陷等效果。以白云石一碳为内衬的浸入式水口连铸350min铝镇静钢内壁无附着，同比铝碳质水口180min
A12O3附着15
mm。
总之，消除或防止水口结瘤具体采用措施要视堵塞过程不同而行，要结合实际造成堵塞的原因有针对性地设计和选择防堵内衬材料。
3计算机数值模拟和水模拟在连铸三大件结构设计上的应用
浸入式水口的结构对结晶器内钢液流场和温度场分布有重要影响，进而影响着连铸工艺的稳定性和铸坯质量。结晶器内钢液合理的流场分布有助于钢中夹杂物的上浮，防止卷渣现象的发生，有助于在各个方向形成均匀的坯壳，减少对己形成坯壳的热冲击力，同时流场必须补偿自由表面上热量的散失保证熔化保护渣，以使保护渣填充到坯壳和模型壁间隙，起润滑和热量传输重要作用。合理的流场减少或消除搭桥，冲刷坯壳，拉漏等事故。水模拟和计算机数值模拟研究已成为优化设计浸人式水口结构的重要手段。
高拉速是实现连铸高效率的一个重要手段，然而拉坯速度大时，单位时间内注人结晶器内的钢液量增大，结晶器内的钢液流速和弯月面湍动加剧，造成凝固坯壳不稳定，流股冲击深度加大，夹杂物难以上浮，同时还易造成卷渣和钢液面裸露，产生新的夹杂物，从而降低钢水的洁净度，更甚会引起漏钢等事故。因而原有流场不适应高拉速条件，优化高拉速条件下结晶器内的流场显得尤为重要。
浸入式水口结构参数如水口内径、出口导角、出口形状等对结晶器内流场有重要影响。水口出口面积比(水口出口与人口的面积比)增大，在同一流量下，水口出口处流速减小，冲击动能减小，冲击深度上移，对凝固坯壳冲击减弱，漏钢机会减小；但冲击点的上移会加大上回流区的流动，更容易影响到液面波动。水口出口导角对结晶器内的钢液流动形式影响较大，当出口导角增加后，向下流股冲击深度增加，向上流股减弱，液面平静，保护渣覆盖良好，但夹杂物上浮困难。洛阳耐火材料研究院利用自有的水模拟装置研究了水口出口面积比和和几种类型水口对CSP结晶器流场的影响。装置采用PIV速度测量系统和波高测试系统，图2为PIV速度测量原理图。
图3和图4分别是拉速4．2
m／min时不同出口面积比对结晶器流场和结晶器表面波动的影响，可以看出水口出口面积比改变后结晶器流场的基本特征没有较大程度的变化，呈一主流两回流的形式，射流冲击点位置及射流角度均没有明显的变化。随着水口出口面积比的变大，表面流速有降低的趋势，表面波动减小，说明水口出口面积比的变大有助于减缓结晶器弯月面湍动，降低卷渣的几率。
水口出钢口结构对流场的影响：
针对CSP结晶器出口为1300mm×90
mm时，对四种不同出钢口结构的水口(示意图见图5)在同一工况下进行了流场测试，结果见图6和图7。可以看出工型、Ⅱ型和Ⅲ型流场呈现一主流两回流的形式，冲击点位置和射流角度也有明显差别。其中Ⅲ型流场的上下回流较复杂，各有两涡心存在，I型、Ⅱ型流场上下回流各有一个涡心。Ⅳ型流场与前三者有明显差别，下回流有一个涡心存在，没有上回流生成，射流上部的流体大部分是下回流引起的，还有小部分是由水口上部出口贡献。水口类型不同，结晶器液面不同位置的波动也会有所不同。在弯月面处工型水口波动较小，水口一侧波动较小；Ⅱ和Ⅳ型水口在弯月面和水口处的波动较大，窄边和水口中间位置波动较小；Ⅲ型水口在弯月面处波动较小，而在水口附近波动较大。通过比较可以看出，Ⅱ型水口的表面波动相对较大。
浸入式水口中钢液偏流(biased
flow)在中包滑板控流的连铸过程中是一较普遍存在的现象，其直接影响为：钢液在结晶器中流动不平衡，造成保护渣厚度分布不均，液面易结冷钢，是漏钢的隐患；易造成液面卷渣，钢水温度不均，进而造成铸坯夹渣和表面裂纹，给生产安全，质量控制均带来较大的威胁，增加了高品质钢生产难度。
日本品川公司以水模拟研究为基础开发出了段差式(Annular
Step)浸入式水口和内壁有凸起结构(Mogul)水口，有效解决了偏流及其影响，铸坯质量得到了明显的改善，使组织高品质钢(如IF钢)生产得以实现，已在连铸生产中广泛应用［14，15］。
水模研究结果显示，常规水口(直通式内腔)出钢口处钢液偏流，只形成一个大涡流，左右两侧出钢口速度不平衡，出钢口上沿附近甚至有回流现象，易引起卷渣。段差式结构的浸入式水口内腔直径为分段变化的，流经水口钢液的流态在水口中发生变化，减小了涡流和水口内表面的钢液滞流层，稳定钢水在水口内的流动，消除钢液在水口出钢口处的回流和偏流现象，取得较理想和与实验室水模拟试验结果吻合的现场使用结果，水口出钢口速度有所均匀化，铸坯质量得到了明显的改善。段差式水口是消除偏流和提高铸坯质量的有效措施，已大量采用。采用段差式结构的浸人式水口同时还具有很好的防堵效用。
为获得结晶器内更理想的钢液流场以水模拟研究为基础又开发有效果更佳的Mogul结构水口。与常规内腔结构水口相比，mogul水口处形成了多个小涡流，出口钢液速度得到平衡，减小了结晶器宽面前后速度差、减小了钢流对结晶器窄边的冲击力，消除了出钢口上沿回流可能。
为改善钢坯质量，减少非金属夹杂，Foseco公司采用数值模拟(CFD)和水模拟(PIV测定流场速度分布)研究了水口出钢口结构对150x1000～1300板坯连铸结晶器流场影响，并依据水模、数模研究结果，设计了新结构水口［16］。与原结构水口相比，新结构水口弯月面钢流速度得到优化，最大值由0．32
m／s(150
x1000)降低到最大值0．18
m／s(150
xl000)和最大值0．24
m／s(150
x1300)，更趋于最佳值范围内(0．20—0．23
m／s。)；流场速度分布的非均匀性明显改善，出钢口处的钢流不平衡性、回流和死区等现象得到了有效减小。由于采用新设计的水口弯月面流速合理，流场分布均匀，结果连铸生产中铸坯质量提高，降级处理减少10％，非金属夹杂由1．56降到1．40，超声探伤缺陷由0．46降到0．10，连铸炉次增加20％。
诸多实践显示，采用水模拟和数值模拟研究优化水口结构和优化流场有显著的效果。
4
连铸用功能耐火材料的发展方向
高效和高品质是连铸技术发展的方向，对功能耐火材料的发展要求是在使用的安全可靠性、使用寿命、对钢种和新的连铸工艺技术的适应性上达到更高的标准。为此需要在功能耐火材料的发展上有新的思路，发展高性能、多功能、长寿命的新型功能耐火材料，适应连铸技术发展的需求。应加强的研究是：
1)加强功能耐火材料的数值模拟、水模拟研究，以根据功能耐火材料在服役时的温度场和应力场分布优化功能耐火材料的结构和优化钢液在结晶器内的流场分布。
2)依据连铸用功能耐火材料的结构特点和使用特点，发展结构复合和功能复合功能耐火材料：复合结构浸入式水口、复合结构塞棒、复合结构长水口，强化制品关键工作部位的使用性能，提高使用寿命，实现连铸“三大件”的寿命不再成为限制连铸炉次提高的瓶颈。
3)依据连铸用功能耐火材料的结构特点和使用特点，研究功能耐火材料关键部位使用性能在线服役原位提升新技术；
4)开发无硅无碳、具有防堵塞、不增碳、洁净钢液等多种作用的功能耐火材料，适应洁净钢及超洁净钢的高效连铸需求。